一种非对称几何结构半导体芯片制备方法与流程

专利检索2025-06-07  11


本发明涉及半导体芯片,具体涉及一种非对称几何结构半导体芯片制备方法。


背景技术:

1、半导体芯片是一种电子元器件,由多个晶体管、电容器、电阻器等基本元件组成,嵌入到一块小型硅片上。它是现代电子技术中最重要的基础零件之一,广泛应用于计算机、通信、医疗、军工等领域。半导体芯片对电流的控制有特殊的性质,可自动控制电流大小,从而实现各种电路功能。与传统离散元器件相比,半导体芯片具有体积小、功耗低、工作可靠、生产效率高等优势。

2、半导体芯片的制备影响着半导体芯片的应用,对非对称几何结构半导体芯片制备时,其封装结构设计为非对称的六面体从而构成梯形结构,其难以判断非对称几何结构半导体芯片制备时是否出现芯片排布质量问题,当芯片排布出现质量问题时,会减少应用产品制造的流程和成本。


技术实现思路

1、为了解决难以判断非对称几何结构半导体芯片制备时是否出现芯片排布质量问题的技术问题,本发明的目的在于提供一种非对称几何结构半导体芯片制备方法,所采用的技术方案具体如下:

2、获取不同角度下的芯片图像,其中,每个芯片图像被均分划分出至少两个子块;合并同一芯片对应的不同角度下的芯片图像,得到目标图像;

3、获取芯片图像对应的刀路切割时间和过热温度系数;将芯片图像、刀路切割时间和过热温度系数输入训练好的专家模型,判断芯片图像对应的芯片排布的质量;

4、其中,专家模型的训练过程为:根据目标图像中每个子块的反射强度,构建芯片的排布特征描述子;根据每张芯片图像中子块对应的芯片反射的平均光量,构建芯片的排布姿态描述子;根据不同次芯片封装过程中芯片排布状态下,排布特征描述子之间的差异、排布姿态描述子之间的差异、刀路切割时间的差异和过热温度系数的差异,确定不同次芯片封装的差异约束值;基于差异约束值,对不同次芯片封装进行聚类,根据聚类结果以及对应的芯片图像训练专家模型。

5、优选的,所述合并同一芯片对应的不同角度下的芯片图像,得到目标图像,包括:

6、将不同张芯片图像中同一位置处的像素点的rgb分量中的最大值作为目标图像中同一位置处像素点的像素值,确定目标图像中每个位置处像素点的像素值,得到目标图像。

7、优选的,所述根据目标图像中每个子块的反射强度,构建芯片的排布特征描述子,包括:

8、将目标图像中每个子块的像素值的和值,作为子块对应的特征分量;由目标图像中每个子块的特征分量,构建芯片的排布特征描述子。

9、优选的,所述根据每张芯片图像中子块对应的芯片反射的平均光量,构建芯片的排布姿态描述子,包括:

10、确定芯片图像中每个子块中的芯片电路区域;

11、对于每张芯片图像,计算每个子块中像素值和值与子块中芯片电路区域的面积的比值,作为每个子块对应的姿态分量;由每张芯片图像中每个子块的姿态分量,构建芯片的排布姿态描述子。

12、优选的,所述确定芯片图像中每个子块中的芯片电路区域,包括:

13、使用大津法获取芯片图像中每个子块中的亮部的连通域,作为芯片电路区域。

14、优选的,所述芯片图像对应的刀路切割时间的获取方法为:

15、使用lasergrbl按照预定的梯形边界生成切割路径,路径以轮廓的方式生成,路径间距设置为切割光斑直径的80%,切割速度设置为100mm/s,得到刀路切割所需时间t。

16、优选的,芯片图像对应的过热温度系数的获取方法为:

17、基于半径区域绘制发热区域,对发热区域进行高斯模糊处理,让颜色在圆心值最贴近1,然后向外渐变到0,形成高斯圆形发热区;其中发热区域为圆形;

18、设置散热系数α,在切割速度设置为100mm/s的情况下,每秒绘制20次时,每次绘制都需要将先前画面的数值乘以α;

19、开始模拟切割时,所有点温度为0,当模拟切割经过各个位置时,位置处温度升高,之后按指数衰减模式缓慢下降,模拟实际的热交换过程;

20、将堆积过程中出现的画面中的最大值进行排序,取最大值中的top-10%作为过热温度系数。

21、优选的,所述根据不同次芯片封装过程中芯片排布状态下,排布特征描述子之间的差异、排布姿态描述子之间的差异、刀路切割时间的差异和过热温度系数的差异,确定不同次芯片封装的差异约束值,包括:

22、计算刀路切割时间的差异和过热温度系数的差异的和值,作为约束调节值;

23、将排布特征描述子之间的差异、排布姿态描述子之间的差异和约束调节值的乘积,作为不同次芯片封装的差异约束值。

24、优选的,所述排布姿态描述子之间的差异的计算方法为:计算不同次芯片封装过程中排布姿态描述子之间的余弦相似度;将预设第一阈值与余弦相似度的差值,作为不同次芯片封装的排布姿态描述子之间的差异。

25、优选的,所述将芯片图像、刀路切割时间和过热温度系数输入训练好的专家模型,判断芯片图像对应的芯片排布的质量,包括:

26、将芯片图像输入专家模型中孪生网络的cnn部分,确定芯片图像的所属类别;

27、获取芯片图像的所属类别中其他芯片图像的刀路切割时间的中位数作为最长时间th1;

28、获取芯片图像的所属类别中其他芯片图像的过热温度系数的中位数作为最严重热量堆积th2;

29、在当前的芯片图像的刀路切割时间小于最长时间th1,且过热温度系数小于最严重热量堆积th2时,判定芯片图像对应的芯片排布的质量合格;否则,判定芯片图像对应的芯片排布的质量不合格。

30、本发明实施例至少具有如下有益效果:

31、本发明涉及半导体芯片技术领域。该方法首先获取芯片图像对应的刀路切割时间和过热温度系数;将芯片图像、刀路切割时间和过热温度系数输入训练好的专家模型,判断芯片图像对应的芯片排布的质量;其使用现有的激光加工刀路规划工具来实现刀路切割路径的规划,并考虑了存在一定的热堆积以及刀路空驶而导致的效率问题。对目标图像中每个子块的反射强度和每张芯片图像中子块对应的芯片反射的平均光量进行分析,确定不同次芯片封装的差异约束值;基于差异约束值,对不同次芯片封装进行聚类,根据聚类结果以及对应的芯片图像训练专家模型。本发明实施例提出的制备方法通过分析半导体芯片的表面反射特性,确定角度和姿态,以及综合的排布模式,从而优化芯片排布情况。



技术特征:

1.一种非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述合并同一芯片对应的不同角度下的芯片图像,得到目标图像,包括:

3.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述根据目标图像中每个子块的反射强度,构建芯片的排布特征描述子,包括:

4.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述根据每张芯片图像中子块对应的芯片反射的平均光量,构建芯片的排布姿态描述子,包括:

5.根据权利要求4所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述确定芯片图像中每个子块中的芯片电路区域,包括:

6.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述芯片图像对应的刀路切割时间的获取方法为:

7.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,芯片图像对应的过热温度系数的获取方法为:

8.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述根据不同次芯片封装过程中芯片排布状态下,排布特征描述子之间的差异、排布姿态描述子之间的差异、刀路切割时间的差异和过热温度系数的差异,确定不同次芯片封装的差异约束值,包括:

9.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述排布姿态描述子之间的差异的计算方法为:计算不同次芯片封装过程中排布姿态描述子之间的余弦相似度;将预设第一阈值与余弦相似度的差值,作为不同次芯片封装的排布姿态描述子之间的差异。

10.根据权利要求1所述的非对称几何结构半导体芯片制备方法,其特征在于,所述将芯片图像、刀路切割时间和过热温度系数输入训练好的专家模型,判断芯片图像对应的芯片排布的质量,包括:


技术总结
本发明涉及半导体芯片技术领域,具体涉及一种非对称几何结构半导体芯片制备方法。该方法首先获取不同角度下的芯片图像,其中,每个芯片图像被均分划分出至少两个子块;合并同一芯片对应的不同角度下的芯片图像,得到目标图像;获取芯片图像对应的刀路切割时间和过热温度系数;将芯片图像、刀路切割时间和过热温度系数输入训练好的专家模型,判断芯片图像对应的芯片排布的质量。本发明实施例提出的制备方法通过分析半导体芯片的表面反射特性,确定角度和姿态,以及综合的排布模式,从而优化芯片排布情况。

技术研发人员:王国宏,李璟,郭德博
受保护的技术使用者:南京阿吉必信息科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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